IPMC的材料组成与驱动传感性能研究进展

离子交换聚合物/金属复合材料(IPMC)可作为柔性的驱动器与传感器,用于仿生机械、医疗器械等领域。驱动器是IPMC的主要应用,存在输出功率低、驱动不稳定等问题。传感器是IPMC的重要应用,存在感应电压低、干扰大等缺陷。优化电极、电解质膜、电解质溶液的材料组成有望解决上述问题。驱动器方面,本文梳理了不同聚合物电解质膜的改性技术及驱动特点,重点归纳了电解质膜的成分、结构制约其物理性能(如离子交换当量、含水量、力学性能),进而制约其驱动性能(如位移、力输出)的规律。传感器方面,本文从电极形状、电解质膜结构、电解质离子尺寸3个方面,讨论了IPMC传感性能(如感应电压的幅值、稳定性)的优化技术。论文还展望了IPMC的未来发展方向。